Dispositivo de medida inercial para avaliar equilíbrio corporal em idosos
As the world population is aging and falls in elderly individuals are recurrent, the study of postural control in the elderly becomes important. The study of postural control is complex since it is performed in individuals with a deficit in motor capacity. Therefore, for the study of body oscillatio...
| Principais autores: | Delatorre, Amanda, Treuk, Pâmela Micheli |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16192 |
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riut-1-161922020-11-19T19:34:18Z Dispositivo de medida inercial para avaliar equilíbrio corporal em idosos Inertial measurement device to assess balance in the elderly Delatorre, Amanda Treuk, Pâmela Micheli Okida, Sergio Lima, Jeferson José de Okida, Sergio Lima, Jeferson José de Tusset, Angelo Marcelo Oliveira, Nelson Ari Canabarro de Esquema corporal Distúrbios da postura Idosos Equilíbrio Body schema Posture disorders Older people Equilibrium CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA As the world population is aging and falls in elderly individuals are recurrent, the study of postural control in the elderly becomes important. The study of postural control is complex since it is performed in individuals with a deficit in motor capacity. Therefore, for the study of body oscillation, a system composed by inertial sensors is proposed. The application of the inertial sensors for the diagnosis of postural control has the ability to measure the oscillation angles of an individual’s body’s center of mass. In this work, research is performed in microelectromechanical technology sensors, more specifically, an accelerometer, a magnetometer and a gyroscope. The prototype’s design consists in the development of a circuit composed of differentiated stages according to their functionality, such as the acquisition module, the signals processing module, and the communication module. The body oscillation signal is acquired through the GY-9250 sensor, which is composed by an accelerometer, a gyroscope, and a magnetometer. The gyroscope, the accelerometer, and the magnetometer work individually with their sampled variables. In order to perform the required analysis of the angles, it is, then, necessary to join the data of three individual sensors together. With the data of the angles obtained through the sensors an estimation of the position and the orientation in the R3 space of the individual’s body’s center of mass is proposed. The rotation angles in the space R3 are the Yaw, Pitch and Roll angles. These rotations are implemented through the use of quaternions. The acquired signals are filtered, processed, and then sent to a computer, where they can be visualized by means of graphics created in the MATLAB® software. The microcontroller used in the project is the ATMEGA328P, responsible for processing and controlling the data traffic between the sensor and the Bluetooth® module HC-05. The microcontroller manages the communication between hardware and computer in order to deliver the data visualization in a graphical interface. The results obtained in this work take into account the conditions of postural oscillation monitoring and are considered both significant and satisfactory. Proposals for future research are discussed and presented. Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) Haja vista que a população mundial está envelhecendo e quedas em indivíduos idosos são recorrentes, o estudo do controle postural em idosos torna-se importante. O estudo do controle postural é complexo uma vez que ´e realizado em indivíduos com a capacidade motora deficitária. Portanto, para o estudo da oscilação corporal, propôs-se um sistema composto por sensores inerciais. A aplicação dos sensores inerciais para o diagnóstico de controle postural tem a capacidade de aferir os ângulos de oscilação do centro de massa corporal de um indivíduo (COM). Neste estudo, foi desenvolvido uma pesquisa baseada em sensores de tecnologia micro eletromecânica, mais especificamente o acelerômetro, magnetômetro e giroscópio. O projeto do protótipo consistiu no desenvolvimento de um circuito constituído de etapas diferenciadas de acordo com a sua funcionalidade, tais como o módulo de aquisição, o módulo de processamento de sinais e o módulo de comunicação. A aquisição do sinal da oscilação corporal é adquirida através do sensor GY-9250, composto por: acelerômetro, giroscópio e magnetômetro. No entanto, o giroscópio, acelerômetro e o magnetômetro trabalham individualmente com suas variáveis amostradas, portanto, para que fosse possível realizar uma análise dos dados foi necessária uma junção dos dados dos sensores a fim de propor a estimação da posição e orientação no espaço R3, que no presente trabalho é demonstrado pelos ângulos de Yaw (Guinada), Pitch (Inclinação) e Roll (Rolamento) por meio do cálculo de quatérnios. Os sinais adquiridos são filtrados, processados, enviados para um computador e visualizados por meio de gráficos no software MATLAB®. O microcontrolador utilizado no projeto foi o ATMEGA328P, responsável pelo processamento e controle do tráfego de dados entre sensor e o módulo Bluetooth® HC-05, este realiza a comunicação entre hardware e computador para produzir a visualização dos dados em uma interface gráfica. Os testes foram realizados em todas as etapas de desenvolvimento do projeto. Os resultados obtidos foram satisfatórios, atendendo as condições de monitoramento da oscilação postural em um movimento especifico que trouxe resultados significativos e propostas para trabalhos futuros. 2020-11-19T19:34:18Z 2020-11-19T19:34:18Z 2017-08-11 bachelorThesis DELATORRE, Amanda; TREUK, Pâmela Micheli. Dispositivo de medida inercial para avaliar equilíbrio corporal em idosos. 2017. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/16192 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Ponta Grossa Brasil Departamento Acadêmico de Engenharia Eletrônica Engenharia Eletrônica UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Esquema corporal Distúrbios da postura Idosos Equilíbrio Body schema Posture disorders Older people Equilibrium CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
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As the world population is aging and falls in elderly individuals are recurrent, the study of postural control in the elderly becomes important. The study of postural control is complex since it is performed in individuals with a deficit in motor capacity. Therefore, for the study of body oscillation, a system composed by inertial sensors is proposed. The application of the inertial sensors for the diagnosis of postural control has the ability to measure the oscillation angles of an individual’s body’s center of mass. In this work, research is performed in microelectromechanical technology sensors, more specifically, an accelerometer, a magnetometer and a gyroscope. The prototype’s design consists in the development of a circuit composed of differentiated stages according to their functionality, such as the acquisition module, the signals processing module, and the communication module. The body oscillation signal is acquired through the GY-9250 sensor, which is composed by an accelerometer, a gyroscope, and a magnetometer. The gyroscope, the accelerometer, and the magnetometer work individually with their sampled variables. In order to perform the required analysis of the angles, it is, then, necessary to join the data of three individual sensors together. With the data of the angles obtained through the sensors an estimation of the position and the orientation in the R3 space of the individual’s body’s center of mass is proposed. The rotation angles in the space R3 are the Yaw, Pitch and Roll angles. These rotations are implemented through the use of quaternions. The acquired signals are filtered, processed, and then sent to a computer, where they can be visualized by means of graphics created in the MATLAB® software. The microcontroller used in the project is the ATMEGA328P, responsible for processing and controlling the data traffic between the sensor and the Bluetooth® module HC-05. The microcontroller manages the communication between hardware and computer in order to deliver the data visualization in a graphical interface. The results obtained in this work take into account the conditions of postural oscillation monitoring and are considered both significant and satisfactory. Proposals for future research are discussed and presented. |
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2020 |
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DELATORRE, Amanda; TREUK, Pâmela Micheli. Dispositivo de medida inercial para avaliar equilíbrio corporal em idosos. 2017. 71 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Eletrônica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2017. |
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